JPH05280837A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内熱交換器をある数以上運転している場合
には除霜を短時間で終了して除霜中の室温低下を抑える
こと。 【構成】 圧縮機１と室外熱交換器８との間に開閉弁２
９を設けたバイパス配管２８を接続する。除霜運転を行
う場合で運転している室内熱交換器１９がＮ室以上の場
合に開閉弁２９を開制御する制御手段３１を設ける。運
転している室内熱交換器１９がある数以下の場合には開
閉弁２９を閉とし、運転している室内熱交換器１９がＮ
室以上の場合には、制御手段３１にて開閉弁２９を開制
御する。そして蓄熱槽２３からの熱量を冷媒循環回路に
付与すると共に圧縮機１からの高温の熱量を開閉弁２９
を介して室外熱交換器８に与えて除霜運転を行う。これ
により室外熱交換器８の除霜を短時間で終了することが
できる。したがって除霜運転中の室温の低下を抑えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はヒートポンプ式の空気
調和機であって、暖房運転中に室外熱交換器に生じた霜
を除去する除霜運転への切換機能を有する空気調和機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプ式の空気調和機での除霜運
転に関するこの種の従来例としては、例えば特開平１−
３０６７８５号公報や、特開平２−４１４８号公報記載
の装置を挙げることができる。

【０００３】これらの装置においては、圧縮機の外周面
に内部に蓄熱材を満たした補助熱交換器を設け、運転中
に高温状態となる圧縮機からの周囲への放散熱を吸収し
て上記蓄熱材中に蓄熱し、この蓄熱熱量を循環冷媒に付
与している。そしてこの付与した熱量により室外熱交換
器の除霜を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来例の場合で室内熱交換器を複数設けた、いわゆるマル
チシステムの場合、室内熱交換器の接続部屋数、運転部
屋数の違いにより、圧縮機からの供給熱量は一定である
ことから、室内の暖房と除霜熱量のバランスがとれず、
室外熱交換器の霜の解け残りが発生するという問題があ
る。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、室内熱交換器を
ある数以上運転している場合には除霜を短時間で終了し
て除霜中の室温低下を抑えることの可能な空気調和機を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明の空気調
和機は、圧縮能力可変な圧縮機１に室外熱交換器８と複
数の室内熱交換器１９とを接続して冷媒循環回路を構成
し、上記圧縮機１からの放散熱を蓄熱する蓄熱槽２３を
設け、上記室外熱交換器８の除霜運転時には室内熱交換
器１９への冷媒供給を継続しながらさらに循環冷媒に上
記蓄熱槽２３での蓄熱熱量を付与して室外熱交換器８の
除霜を行うようにした空気調和機において、上記圧縮機
１と室外熱交換器８との間を開閉弁２９を設けたバイパ
ス配管２８で接続し、複数の室内熱交換器１９の運転状
態において除霜運転を行う場合に、運転している室内熱
交換器１９が予め定めたある数以上のときには上記開閉
弁２９を開制御する制御手段３１を設けたことを特徴と
している。

【０００７】

【作用】図１に示すように、運転している室内熱交換器
１９がある数以下の場合には、開閉弁２９を閉として、
圧縮機１により蓄熱された蓄熱槽２３からの熱量を冷媒
循環回路に付与して室外熱交換器８の除霜を行う。また
運転している室内熱交換器１９がある数以上の場合に
は、制御手段３１にて開閉弁２９を開制御し、蓄熱槽２
３からの熱量を冷媒循環回路に付与すると共に圧縮機１
からの高温の熱量を室外熱交換器８に与えて除霜運転を
行い、これにより室外熱交換器８の除霜を短時間で終了
することができる。したがって除霜運転中の室温の低下
を抑えることができる。

【０００８】

【実施例】次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図２は３
台の室内ユニットＡ〜Ｃを備えたマルチ型式の空気調和
機の冷媒回路図を示している。なおこの室内ユニットＡ
〜Ｃは３台としているが、数は限定されず、何台でもよ
く、また各室内ユニットＡ〜Ｃの負荷容量は同一であっ
たり異なったりしてもいてもよい。

【０００９】室外ユニットＸ内には圧縮機１を有し、こ
の圧縮機１はインバータ２の運転周波数により能力制御
され、その吐出配管３と吸込配管４とは、四路切換弁５
に接続されている。この四路切換弁５にはガス管６とガ
ス管７とがそれぞれ接続され、ガス管７には室外熱交換
器８が接続されている。なお室外熱交換器８には、図示
していないが室外ファンが付設されている。

【００１０】また上記室外熱交換器８には液管９、受液
器１０、液管１１が順次接続されており、液管９には電
動膨張弁１２が介設されている。また液管１１には電磁
弁１３、液閉鎖弁１４とが介設され、液管１１の端部
は、複数の液側支管１６に分岐され、各液側支管１６に
はそれぞれ電動膨張弁１５Ａ〜１５Ｃが介設されてい
る。

【００１１】一方、上記ガス管６は、上記液側支管１６
に対応してガス閉鎖弁１７を介してガス側支管１８が分
岐しており、これら各支管１６、１８間には、室内熱交
換器１９が接続されている。なお各室内熱交換器１９に
は室内ファンが設けられ、両者によって室内ユニットＡ
〜Ｃを構成している。

【００１２】また上記受液器１０と圧縮機１の吸込配管
４との間は、配管２０によって接続され、この配管２０
にはキャピラリーチューブ２１が介設してある。また吸
込配管４と圧縮機１との間にはアキュームレータ２２が
設けてある。

【００１３】さらに電磁弁１３と液閉鎖弁１４との間に
は、電磁弁２５を介設した配管２４の一端が接続され、
配管２４の他端は圧縮機１の外周面に設けた蓄熱槽２３
に接続してある。また蓄熱槽２３と室外熱交換器８との
間は配管２６が接続され、この配管２６には逆止弁２７
が介設されている。

【００１４】上記蓄熱糟２３は、冷媒配管が内部に配設
された環状容器内に、例えばポリエチレングリコール又
はパラフィン等から成る蓄熱材を満たして構成されてお
り、運転中に高温状態となる圧縮機１からの周囲への放
散熱を吸収して上記蓄熱材中に蓄熱し、蓄熱槽２３内を
通して冷媒が循環する際には、高低温度差によって上記
の蓄熱熱量を循環冷媒に付与するようになっている。な
お蓄熱槽２３の外周に電気ヒータを配設する構成として
もよい。

【００１５】また圧縮機１と室外熱交換器８との間はバ
イパス配管２８で接続されており、このバイパス配管２
８に電磁弁（開閉弁）２９が介設されている。

【００１６】ここで上記空気調和機においては、図２の
実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出された冷媒
を、凝縮器となる室外熱交換器８から蒸発器となる室内
熱交換器１９・・へと回流させることにより冷房運転を
行う。またこれとは逆に、図２の破線矢印に示すよう
に、圧縮機１から吐出された冷媒を、凝縮器となる室内
熱交換器１９・・から蒸発器となる室外熱交換器８へと
回流させることにより暖房運転を行うようになってい
る。

【００１７】次に除霜運転の場合について説明する。図
３は室内熱交換器１９の運転が予め定めたＮ室以下の場
合の冷媒の流れを示し、図４はＮ室以上の室内熱交換器
１９を運転している場合の冷媒の流れを示している。ま
た図５はかかる場合のフローチャートを、図６はタイミ
ングチャートをそれぞれ示している。

【００１８】そして本発明は、Ｎ室（例えば、２室）以
上の室内熱交換器１９の運転時で、除霜時には電磁弁２
５、２９を同時に開とし、またＮ室よりも少ないときは
（例えば１室）、電磁弁２５のみを開としているもので
ある。

【００１９】まずＮ室以下の室内熱交換器１９を運転し
ていて除霜運転を行う場合について説明する。図５のス
テップＳ１で除霜が必要か否かを判断し、除霜が必要で
ない場合は、ステップＳ２に示すように通常の暖房の制
御を行う。除霜が必要な場合は、図６（ａ）に示すよう
に除霜運転のスタート信号Ｆ_ＤＳがオンとなり、次に図
５に示すステップＳ３で室内熱交換器１９がＮ室以上の
運転かを判断し、Ｎ室よりも少ない場合はステップＳ４
に進み、電磁弁２５をオンにする（図６の（ｃ））。な
お図６（ｂ）は、圧縮機１の能力を可変させるべく、イ
ンバータ２の周波数の変化を示している。

【００２０】ここで図６に示すように、電磁弁１３を閉
（図６（ｅ））、電磁弁２９を閉（図６（ｆ））、電動
膨張弁１２を閉（図６（ｇ））としている。なお電動膨
張弁１２は閉制御されている。また室内熱交換器１９が
運転されているため、それに対応した電動膨張弁１５Ｎ
（例えば１５Ｂ）は開制御されるべく、パルス信号（４
５０パルス）が与えられて開となっている。

【００２１】したがって運転室がＮ室よりも少ない除霜
運転の場合の冷媒循環は、図３の矢印に示すように、圧
縮機１、四路切換弁５、室内熱交換器１９、電動膨張弁
１５Ｂ、電磁弁２５、配管２４、蓄熱槽２３、配管２
６、室外熱交換器８、四路切換弁５、アキュームレータ
２２を介して圧縮機１への経路となり、暖房運転と共
に、蓄熱槽２３の熱量を付与した冷媒循環回路にて室外
熱交換器８の除霜を行う。

【００２２】また図５のステップＳ７に示すように、圧
縮機１の吐出側の高圧圧力Ｈｐが確保できない場合は、
ステップＳ８でさらに１室の室内熱交換器１９の運転を
停止する。そして高圧圧力が低下しない場合にはステッ
プＳ９に進み、除霜を終了した場合には、ステップＳ１
０に進んで通常の制御に移行する。なお１つの室内熱交
換器を停止する場合、それに対応した電動膨張弁１５Ｎ
の開度は少ないパルス数（図６（ｈ）に示す８０パル
ス）として、完全に閉とはならないように制御してい
る。

【００２３】次に室内熱交換器１９がＮ室以上運転され
ていて除霜運転をする場合について説明する。この場
合、図５に示すステップＳ３からステップＳ５で２つの
電磁弁２５、２９を開制御する（図６の（ｃ）（ｆ）参
照）。この場合の冷媒循環経路は図３に示した経路の他
に、図４に示すように、圧縮機１、バイパス配管２８、
電磁弁２９、室外熱交換器８という経路が加わることと
なる。つまり圧縮機１から直接高温の熱量が室外熱交換
器８に付与されて、除霜を短時間に行うようにしてい
る。

【００２４】ここでＮ室以上の室内熱交換器を運転する
場合、図５のステップＳ６に示すように、優先順位をつ
けたＮ室以上の室内熱交換器の暖房運転を停止し、以後
のステップＳ７は上記と同様に制御される。つまり圧縮
機１からの供給熱量は一定であるので、供給熱量に対応
し得るＮ室以下の室内熱交換器のみ暖房運転しながら除
霜運転を行うようにしている。

【００２５】そして高圧圧力が低下した場合には、ステ
ップＳ８に示すように１つの室内熱交換器の運転を停止
して、高圧圧力を確保するようにしている。

【００２６】なお図６（ｉ）は除霜運転中を示し、また
（ｊ）は除霜運転中は室外熱交換器８の室外ファンの運
転が停止していることを示している。

【００２７】このようにＮ室以上の暖房運転については
やや暖房不足となるが、除霜が本来の目的であり、短時
間で除霜運転を終了することで必要以上の室温低下を防
止している。なお２つの電磁弁２５、２９の流量比は、
室内最大負荷のときに蓄熱槽２３における蓄熱熱回収が
充分できるように設定してある。したがって複数の室内
熱交換器を用いたマルチシステムにて室内負荷が異なる
場合でも、圧縮機１からの蓄熱量を有効にいわゆるアシ
スト暖房として使うことができ、除霜運転中の室温低下
を抑えることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のようにこの発明の空気調和機は、
圧縮能力可変な圧縮機に室外熱交換器と複数の室内熱交
換器とを接続して冷媒循環回路を構成し、上記圧縮機か
らの放散熱を蓄熱する蓄熱槽を設け、上記室外熱交換器
には室内熱交換器への冷媒供給を継続しながらさらに除
霜運転時の循環冷媒に上記蓄熱槽での蓄熱熱量を付与し
て室外熱交換器の除霜を行うようにした空気調和機にお
いて、上記圧縮機と室外熱交換器との間を開閉弁を設け
たバイパス配管で接続し、複数の室内熱交換器の運転状
態において除霜運転を行う場合に、運転している室内熱
交換器が予め定めたある数以上のときには上記開閉弁を
開制御する制御手段を設けたものであるから、運転して
いる室内熱交換器がある数以下の場合には、開閉弁を閉
として、圧縮機により蓄熱された蓄熱槽からの熱量を冷
媒循環回路に付与して室外熱交換器の除霜を行い、また
運転している室内熱交換器がある数以上の場合には、制
御手段にて開閉弁を開制御し、蓄熱槽からの熱量を冷媒
循環回路に付与すると共に圧縮機からの高温の熱量を室
外熱交換器に与えて除霜運転を行うことができる。これ
により霜の解け残りが発生を防止し得ると共に室外熱交
換器の除霜を短時間で終了することができ、したがって
除霜運転中の室温の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の機能ブロック図である。

【図２】同上の冷媒循環系統図である。

【図３】同上のＮ室以下の室内熱交換器を運転して除霜
運転した場合の説明図である。

【図４】同上のＮ室以上の室内熱交換器を運転して除霜
運転した場合の説明図である。

【図５】同上の除霜運転をする場合のフローチャート図
である。

【図６】同上の除霜運転をする場合のタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ８ 室外熱交換器 １９ 室内熱交換器 ２８ バイパス配管 ２９ 電磁弁（開閉弁） ３１ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮能力可変な圧縮機（１）に室外熱交
   換器（８）と複数の室内熱交換器（１９）とを接続して
   冷媒循環回路を構成し、上記圧縮機（１）からの放散熱
   を蓄熱する蓄熱槽（２３）を設け、上記室外熱交換器
   （８）の除霜運転時には室内熱交換器（１９）への冷媒
   供給を継続しながらさらに循環冷媒に上記蓄熱槽（２
   ３）での蓄熱熱量を付与して室外熱交換器（８）の除霜
   を行うようにした空気調和機において、上記圧縮機
   （１）と室外熱交換器（８）との間を開閉弁（２９）を
   設けたバイパス配管（２８）で接続し、複数の室内熱交
   換器（１９）の運転状態において除霜運転を行う場合
   に、運転している室内熱交換器（１９）が予め定めたあ
   る数以上のときには上記開閉弁（２９）を開制御する制
   御手段（３１）を設けたことを特徴とする空気調和機。